煤粉细度的研究Word文档下载推荐.docx

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标准试验筛90μm和200μm的各一个

工业天平

感量0.01g

3

振筛机

垂直振筛次数149次/min，水平220次/min或类似

4

秒表

5

软毛刷

1.2、测试步骤：

煤粉取样孔一般安装在磨煤机出口管道上，对磨煤机所有出口管道进行取样，分别测定其煤粉细度。

管道上有一个取样孔的，取样需要取样器在不同深度进行煤粉收集。

管道上存在水平和垂直两个取样孔的，分别在两个方向不同深度进行取样，之后充分混合作为本煤粉管的试验煤样。

1）将底盘、孔径为90μm标准试验筛、孔径为200μm标准试验筛自下而上一次叠加在一起。

2）用天平秤取煤样25g，置于孔径为200μm标准试验筛内，盖好筛盖。

3）将上述已叠加好的筛子放置在振筛架上。

4）振筛10min，取下筛子，刷孔径为90μm标准试验筛底一次。

装上筛子继续振筛。

若筛下煤粉不超过0.1g时，振筛完成。

5）取下筛子，分别称量孔径为90μm标准试验筛和孔径为200μm标准试验筛上的煤粉重量。

秤准到0.01g。

1.3结果计算

煤粉细度按下式计算：

:

未通过孔径为200μm标准筛上的煤粉重量占试验煤样重量的百分比，%。

未通过孔径为200μm标准筛上的煤粉重量，g。

未通过孔径为90μm标准筛上的煤粉重量占试验煤样重量的百分比，%。

未通过孔径为90μm标准筛上的煤粉重量，g。

：

试验煤样总质量，g。

1.4、方法的优缺点：

1）原理简单，测量方便。

2）可以相对准确的得出相应筛下的煤粉细度。

进而计算出煤粉的平均直径。

3）可以客观的评价制粉系统的性能。

4）耗时长，分析结果滞后。

5）无法及时指导运行对制粉系统和锅炉的调整。

2、在线测量方法

2.1、激光衍射散射法

激光衍射散射理论主要有夫朗和费衍射理论、菲涅耳衍射理论、米散射理论和瑞利散射理论等。

光衍射散射的优点是动态范围大、测量速度快、重复性较好和操作方便。

但分辨率较低，不宜测量粒度分布范围较窄的样品。

2.2、超声波法

超声波在颗粒两相介质传递过程的衰减谱含有颗粒的粒度大小和浓度信息。

超声波具有穿透力强、频带宽、非接触的特性。

2.3、电感应法、静电法、电容法

电感应法又称库尔特电阻式粒度分析法，简称库尔特法。

其工作原理相对比较简单，颗粒使电极间电阻的改变与颗粒截面积存在比例关系，将其转化成相应电压幅值输出即可测量出粒径大小。

静电法是通过测量管道中气粒两相流流动时产生的静电电荷，经过有效的信号处理通过标定实施固相粒度的在线测量。

电容法是以气粒两相流作为电容介质，然后从电容信息中提取固相的粒度信息。

静电法、电容法易受现场复杂电磁环境的干扰且与粒径和粒径分布之间的函数关系比较复杂，不够明晰。

目前仍处于深入研究中。

2.4、颗粒色谱法和质谱法

颗粒色谱法是使在管道中悬浮液的颗粒沿管壁按粒径大小分离，形成一条所谓的颗粒色谱。

颗粒束质谱仪主要用于测量气溶胶中微小颗粒的粒度。

2.5、在线测量的优缺点

1）动态范围大，测量速度快。

2）重复性好，测量方便。

3）分辨率低，只能测量低准度工况。

二、影响煤粉细度的因素

影响煤粉细度的因素有煤质、磨煤机一次风量、分离器的设置、加载力大小、磨煤机出力等。

2.1、煤质对煤粉细度的影响

可磨性是煤粉细度影响最直接的，可磨性系数越高，煤越容易被磨碎。

在磨煤机其他参数不变的情况下，磨煤机出口的煤粉细度随可磨性系数的增高而降低，均匀性随可磨性系数越高越均匀。

当原煤中水份增多时，煤因附着力增大而容易黏结，使得煤磨制的难度加大，制粉出力下降，这对提高煤粉细度是十分不利的。

此外，原煤水份太高容易造成煤仓堵煤，使磨煤机处于单边给煤机运行的不利情况。

原煤中的灰分越多，其可磨性系数相对会降低，不利降低煤粉细度。

同时由于灰分的增加，煤炭的磨蚀性也随之增大，对磨煤机的磨损增大。

2.2、磨煤机一次风量对煤粉细度的影响

磨煤机通风量的变化可以对煤粉的携带能力和干燥出力产生不同影响。

合理的通风量为锅炉安全稳定的运行提供了保障，过大的通风量会使输粉管内风速较高，煤粉着火推迟，燃烧不稳定，同时通风量过大，其中掺入的冷风量也会增多，对锅炉排烟温度产生不利影响。

通风量偏小则可能会造成一次风粉管内煤粉的沉积。

试验过程中控制磨煤机出力为48t/h，动态分离器转速置于40%，液压加载力维持在10MPa，磨煤机进口显示一次风量分别控制在115t/h、100t/h和93t/h，磨煤机出口温度控制在75℃左右，试验结果如图1所示。

图1：

磨煤机通风量对煤粉细度的影响

从图1看出，通风量对煤粉细度影响较大，在分离器转速一定的情况下，煤粉细度R90随磨煤机进口一次风量增加而明显变大。

由于一次风量增加后，风环喷口处射流对煤粉的携带能力提高，煤粉变粗。

风量增加约20t/h，煤粉细度R90上升约8%。

煤粉均匀性指数随通风量的增加变化不大。

2.3、分离器的设置对煤粉细度的影响

动态分离器是通过变频电机转速的改变带动分离器在不同转速下旋转，调节煤粉细度。

试验过程中手动控制磨煤机出力为48t/h，液压加载力维持在10MPa，磨煤机进口一次风量控制在100t/h左右，调整动态分离器转速分别为31%、41%、52%和58%进行试验。

试验结果如图2所示。

图2：

动态分离器转速对煤粉细度的影响

由图2可见，动态分离器转速对煤粉细度调节作用明显，煤粉细度随着动态分离器转速的升高而变小。

动态分离器转速从31%增加到58%时，煤粉细度R90从28.09%降为13.68%，煤粉细度变化幅度较大。

静态分离器时通过改变折向挡板开度来调节煤粉细度，离心分离作用进行粗细粉分离。

随着挡板开度的增大，煤粉细度增大，磨煤机电耗降低。

2.4、加载力对煤粉细度的影响

磨煤机液压加载力的变化对煤质变化、煤粉细度和磨煤机出力等有一定的调节作用。

但若液压加载力过大会加速部件的磨损和增加磨煤机电耗，过小又会影响磨煤机出力。

合适的加载力对于磨煤机安全稳定运行非常重要。

试验过程中，控制磨煤机出力为48t/h，磨煤机进口一次风量控制在100t/h左右，动态分离器转速置于40%，调整磨煤机液压加载力分别为10MPa、11MPa、12MPa。

液压加载力与煤粉细度的关系曲线如图3所示。

图3：

加载力对煤粉细度的影响

在48t/h出力下，煤粉细度R90随着液压加载力的增加而变小。

液压加载力从10MPa增加到12MPa时，煤粉细度R90从23.39%降为20.13%。

2.5、磨煤机出口温度对煤粉细度的影响

由图4可知，随着磨煤机出口温度由80升高至100的过程中，煤粉细度不管是R90还是R200均在降低，煤粉变细。

这是因为当出口温度升高时，磨煤机内的温度相应升高，煤的可磨性系数升高，在其他条件不变的情况下，煤粉将会变细。

但要注意出口温度过高时，可能会引起磨煤机煤粉发生自燃，因此要保证在安全范围之内尽可能提高煤粉出口温度。

图4：

磨煤机出口温度对煤粉细度的影响

三、煤粉细度对锅炉运行的影响

对于发电厂煤粉锅炉来讲，煤粉细度是影响其运行的重要因素。

由于煤粉粗所引起的危害是很大的，飞灰对锅炉的磨损、火焰中心对排烟温度的影响、锅炉NOx的排放、物理不完成燃烧损失等一系列间题都与煤粉细度有直接的关系。

煤粉细度对煤粉气流的着火和焦炭的燃烬都有直接影响,从而影响锅炉的经济性。

3.1煤粉细度对燃烧的影响

在实验室选用样品如表2的煤样，利用热重分析法进行试验得出不同细度煤粉随温度T与煤粉剩余重量TG的关系和T与失重速率DTG的关系，如图5，图6。

表2：

煤质分析

分析类型

占比（%）

工业分析

Mad

1.45

Vad

16.15

Aad

40.67

元素分析

Cad

48.66

Had

2.92

Oad

2.67

Nad

0.98

Sad

2.65

图5：

不同煤粉细度下T-TG的关系图6：

不同煤粉细度下T-DTG的关系

采用TG-DTG法来确定煤的着火温度,即在DTG曲线上,过峰值点A作垂线与TG曲线交于一点B,过B点作TG曲线的切线,该切线与失重开始时平行线的交点C所对应的温度定义为着火温度,方法示于图7。

图7：

Ti的确定方法

根据实验结果可以得出：

不同煤种和细度其着火温度Ti、燃烧峰的最大失重率及最大失重率（dw/dt）max下对应的温度Tmax不同，Ti随煤变细而降低。

Ti的大小反映了煤种的着火性能或煤种活化能的高低，其数值越小表明该煤种着火越容易；

（dw/dt）max及Tmax反映了煤种着火后的后续燃烧情况，（dw/dt）max值越大、Tmax值越小，说明煤种着火后的燃烧速度越快、煤种的燃烧稳定性越强。

通过对以上分析得出以下数据，见表3。

表3：

试验数据分析

煤粉细度（目）

描述

表示形式

单位

100

140

160

200

着火温度

Ti

℃

487

483

479

468

最大失重率

（dw/dt）max

mg/min

0.44

0.76

0.89

0.96

最大失重率对应温度

Tmax

556

547

564

553

燃尽温度

Th

701

698

694

由上表可以得出，随着煤粉细度的变细，着火温度随之降低。

代表了（dw/dt）max及Tmax反映了煤种着火后的后续燃烧情况，（dw/dt）max值越大、Tmax值越小，说明煤种着火后的燃烧速度越快、煤种的燃烧稳定性越强。

因此，颗粒较小的煤对着火是十分有利的,其需要的着火热较少,缩短了煤粉的加热时间，使着火温度较低,煤粉提前着火。

煤粉越细,表现出的着火性能、燃烧稳定性也就越好。

根据热重曲线,定义煤粉燃烧掉98%燃料量时所对应的温度为燃尽温度Th，用它来粗略判断煤的燃尽特性。

从表3可知,煤粉越细,其燃尽温度越低,即燃尽时间缩短。

这与煤粉燃烧的直径平方--时间的关系（d2=d02-kτ,k为比例常数）和煤粉燃尽时间与煤粉粒子的初始直径的平方成正比（τr=d02/k）相一致。

3.2、煤粉细度对飞灰含碳量的影响

煤粉在炉膛内燃烧，一部分未完全燃烧就随烟气离开炉膛，称为飞灰。

在某机组300MW时，过量空气系数取1.2，均匀指数取1.1，煤粉细度从5%到35%变化，测得飞灰含碳量的大小，如图8。

图8：

煤粉细度对飞灰含碳量的影响

由上图可以得出，随着煤粉细度的变粗，飞灰含碳量是增加的。

根据理论可知，煤球的燃尽与煤球直径的平方呈正比，锅炉飞灰的可燃物主要是由煤粉中过粗颗粒造成的。

为降低机械不完全燃烧